显微共焦激光拉曼光谱仪分析激光打印黑色墨粉字迹

王迪,张晓霞,贾晓光

(广东警官学院 刑事技术系,广东 广州 510232)

显微共焦激光拉曼光谱仪分析激光打印黑色墨粉字迹

王迪,张晓霞,贾晓光

(广东警官学院 刑事技术系,广东 广州 510232)

激光打印机是常用办公设备,案件中经常会涉及到激光打印文件的检验,运用显微共焦激光拉曼光谱仪检验激光打印黑色墨粉字迹是一种快速、无损、灵敏度高的检验方法,可以对墨粉成分进行定性分析,在司法实践中,此种方法对激光打印黑色墨粉具有较好的检验效果,应用前景广阔。

拉曼;光谱;打印;墨粉

随着科学技术的发展,计算机、打印机等办公设备日益普及,成为日常人们输出文件、合同等资料的基本工具。这在给人们生活、工作带来极大便利的同时,也产生了新的犯罪。在实际办案工程中,涉及打印文件的案件大量出现,尤其在经济犯罪、民事纠纷领域,争议文件物证往往存在变造的可能,签字盖章后添加变造某些内容、多页文件的换页等都是主要的变造手段。在这类案件中,对可疑文件的形成方式的确定往往是案件审理的关键所在。

随着显微激光拉曼光谱技术的发展与应用,它已经成为一种可靠的检测手段。本文结合司法实践中的具体案例,为黑白激光打印文件的检验提供一种可供借鉴的检验方法。

一、激光拉曼光谱的原理及特点

拉曼光谱属于分子的振动和转动光谱,通常简称为分子光谱。早在 1923年,斯迈克尔等著名物理学家就预言了单色光被物质散射时可能有频率改变的散射光,印度物理学家拉曼于 1928年在实验室中发现了这种散射,因而以拉曼的名字命名为拉曼散射,相应的散射光谱亦称为拉曼光谱。

每一种物质都有自己的特征,拉曼光谱,每个分子产生的拉曼光谱的谱带数目、谱带强度、位移大小等都直接与分子的振动和转动相关联,所以拉曼光谱属于分子的振动和转动光谱。当频率为 v0的单色光作用于分子时,在碰撞的作用下,原来处于基态 Ev=0的分子受到能量为 hv0的入射光子激发而跃迁到一个虚态,把吸收的能量 hv0以光子的形式释放出来,然后回到基态 Ev=0,此过程对应于弹性碰撞,为瑞利散射线;在非弹性碰撞情况下,处于虚态的分子也可以辐射跃迁到某激发态 Ev=1,光子的部分能量 hv传递给分子,辐射跃迁的频率为 v0-v,为拉曼散射的斯托克斯线。

现代拉曼光谱仪一般采用 CCD接受信号并做光电转换,灵敏度高,适于快速检测微量、痕量样品,且具有对样品非接触和非破坏的特点。

二、检验装置及方法

(一)检验装置

检验中使用的是 REN ISHAW公司生产的 IN-V IA型共焦显微拉曼光谱仪,其配备有 LEICA的共焦显微镜及三维微动平台,平台采用光栅尺反馈控制技术,最小扫描步长为 0.1μm。

(二)检验对象

某法院送检的民事纠纷中的一份合同,共 3页,均为 A4纸,为黑白激光打印机打印形成,待检文件左侧两枚订书钉装订,订孔较为松散,要求鉴定该份文件是否为一次性制作形成。

三、检验过程

根据检材文件的情况,在检验中选用了输出波长为 514.5nm的激光器,为防止聚焦在检材上的激光功率密度过大,对纸张形成烧灼,将激光输出功率设定为 20mw×10%。待检合同的三页文件按顺序分别标示为 1、2、3号样品,将样品 1、2、3依次固定于样品台上,在样品 1-3的打印字迹上分别取 3个点,其拉曼光谱图见图 1-3:

图 1:样品 1打印墨粉的拉曼光谱图

图 2:样品 2打印墨粉的拉曼光谱图

图 3:样品 3打印墨粉的拉曼光谱图

四、结果与讨论

(一)通过检验,获得三个样品的检验数据,并制出三个样品的拉曼峰位表 (见表 1)。

表 1三个样品的拉曼峰位表

利用激光拉曼光谱仪对激光打印黑色墨粉进行检验,所得谱线的特征峰的峰位非常稳定,且特征峰的信息较为丰富。由表 1可知,样品 1-3的激光拉曼谱线均在 1351cm-1、1548cm-1出现了明显的碳元素特征峰,但总体来看,样品 2与样品 1、3激光打印墨粉的拉曼光谱数据存在较大差异,在相同的检验条件下,样品 1、3谱线的特征峰极其相近 (见图 4),分析为打印墨粉的成分相同;参照拉曼光谱图可知,样品 2荧光相对较强,相同条件下检验,其谱线中未见 667 cm-1、881 cm-1、1002 cm-1、1600 cm-1特征峰,分析样品 2与样品 1、3打印墨粉成分不同,为不同次打印形成。

图 4:样品 1、3打印墨粉的拉曼光谱图

(二)黑白激光打印墨粉的组成比较复杂,不同厂商的物质成分、配比有较大差别,其主要成分有树脂、碳黑、磁性氧化铁、电荷控制微粒、润滑剂、热熔塑料等。各厂商生产的墨粉的不同的物质成分在相同的检验条件下呈现出不同的拉曼光谱特性,由于灵敏度高,墨粉物质成分中微小的差异就会导致拉曼光谱峰位的差异。

显微激光拉曼光谱法对黑白激光打印墨粉检验是一种快速、无损、灵敏度高的检验方法,在判断添加打印、打印文件换页变造等方面有着广阔的应用。

[1]林海波,徐晓轩,王斌等.共焦显微拉曼光谱深度剖析法在笔迹鉴定中的应用 [J].光谱学与光谱分析,2005,(1):51-53.

[2]谭红琳,张鹏翔,刘勇.显微拉曼光谱在碳素笔笔迹方面的研究 [J].光谱学与光谱分析,1999, (5):691-693.

[3]梁鲁宁,徐丽娜,周恒智等.拉曼光谱法鉴别常见毒品 [J].刑事技术,2003,(1):17-19.

[4]横航,柯惟中,籍康.共焦显微拉曼光谱技术在墨迹鉴定方面的应用 [J].光学技术,2007, (5):456-458.

[5]籍康,赵杰,高蓉等.共焦显微拉曼在司法鉴定中甄别印章的应用 [J].南京师大学报 (自然科学版),2009,(3):56-60.

[6]陈宁,张晓霞,张建华等.拉曼光谱技术及其在物证鉴定中的应用 [J].中国人民公安大学学报 (自然科学版),2009,(2):1-4.

责任编辑:马 睿

A bstract:Laser printer is a commonly used office equipment.Cases often involve the examination of laser printing documents.Using laser confocal miscroscopy raman spectrometer to examine laser printing black toner bitcik is a fast,intact and highly sensitive method to qualitatively analyze the component of powdered ink.In judicial practice,thismethod is an effective way to examine laser printing black powdered ink and has a good prospect in application.

Key w ords:raman;spectrum;print;powdered ink

The Exam ination of Laser Printing Black Toner Bitcik by Using Laser ConfocalM iscroscopy Raman Spectrometer

Wang D i,Zhangxiao-xia,Jia xiao-guang
(Guangdong Police College,Guangzhou 510232,China)

DF794.2

A

1009-3745(2010)03-0126-03

2010-05-18

公安部应用创新计划资助项目 (项目编号:2007YYCXGDST076)

王迪 (1980-),男,山东济宁人,广东警官学院刑事技术系讲师,从事刑事技术研究;张晓霞 (1976-),女,山东德州人,广东警官学院刑事技术系副教授,从事刑事技术研究;贾晓光 (1967-),女,辽宁沈阳人,广东警官学院刑事技术系副教授,从事刑事技术研究。